网络编程学习笔记（二）基于TCP的Socket编程

基于 TCP 的 Socket 编程概述

TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的、可靠的、基于字节流的传输层通信协议。基于 TCP 的 Socket 编程是网络编程中常用的方式，它允许不同主机上的程序通过网络进行数据交换。在 Java 中，使用 java.net 包下的 Socket 和 ServerSocket 类可以方便地实现基于 TCP 的 Socket 编程。

示例场景

我们以一个简单的客户端 - 服务器聊天程序为例，服务器端监听特定端口，等待客户端连接，客户端连接到服务器后，双方可以互相发送消息。

服务器端代码示例

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.ServerSocket;
import java.net.Socket;

public class TCPServer {
    public static void main(String[] args) {
        try (
                // 创建一个 ServerSocket 对象，监听 8888 端口
                ServerSocket serverSocket = new ServerSocket(8888);
                // 等待客户端连接，返回一个 Socket 对象
                Socket socket = serverSocket.accept();
                // 获取输入流，用于接收客户端发送的消息
                BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                // 获取输出流，用于向客户端发送消息
                PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
                // 获取控制台输入流，用于获取服务器端用户输入的消息
                BufferedReader consoleIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))
        ) {
            System.out.println("客户端已连接：" + socket.getInetAddress());
            String inputLine;
            while (true) {
                // 接收客户端发送的消息
                if ((inputLine = in.readLine()) != null) {
                    System.out.println("客户端：" + inputLine);
                }
                // 获取服务器端用户输入的消息
                System.out.print("服务器：");
                String serverMessage = consoleIn.readLine();
                // 向客户端发送消息
                out.println(serverMessage);
                if ("bye".equalsIgnoreCase(serverMessage)) {
                    break;
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

代码解释

1. 创建 ServerSocket：使用 ServerSocket 类创建一个服务器套接字，监听指定的端口（这里是 8888）。
2. 等待客户端连接：调用 accept() 方法等待客户端连接，该方法会阻塞，直到有客户端连接成功，返回一个 Socket 对象。
3. 获取输入输出流：通过 Socket 对象的 getInputStream() 和 getOutputStream() 方法获取输入输出流，用于与客户端进行数据交换。
4. 消息交互：使用 BufferedReader 读取客户端发送的消息，使用 PrintWriter 向客户端发送消息。

客户端代码示例

import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import java.io.PrintWriter;
import java.net.Socket;

public class TCPClient {
    public static void main(String[] args) {
        try (
                // 创建一个 Socket 对象，连接到服务器的 8888 端口
                Socket socket = new Socket("localhost", 8888);
                // 获取输入流，用于接收服务器发送的消息
                BufferedReader in = new BufferedReader(new InputStreamReader(socket.getInputStream()));
                // 获取输出流，用于向服务器发送消息
                PrintWriter out = new PrintWriter(socket.getOutputStream(), true);
                // 获取控制台输入流，用于获取客户端用户输入的消息
                BufferedReader consoleIn = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in))
        ) {
            String inputLine;
            while (true) {
                // 获取客户端用户输入的消息
                System.out.print("客户端：");
                String clientMessage = consoleIn.readLine();
                // 向服务器发送消息
                out.println(clientMessage);
                // 接收服务器发送的消息
                if ((inputLine = in.readLine()) != null) {
                    System.out.println("服务器：" + inputLine);
                }
                if ("bye".equalsIgnoreCase(clientMessage)) {
                    break;
                }
            }
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

代码解释

1. 创建 Socket：使用 Socket 类创建一个客户端套接字，连接到指定的服务器地址（这里是 localhost）和端口（8888）。
2. 获取输入输出流：同样通过 Socket 对象的 getInputStream() 和 getOutputStream() 方法获取输入输出流，用于与服务器进行数据交换。
3. 消息交互：使用 BufferedReader 读取服务器发送的消息，使用 PrintWriter 向服务器发送消息。

运行步骤

1. 先运行 TCPServer 类，服务器开始监听 8888 端口。
2. 再运行 TCPClient 类，客户端连接到服务器。
3. 客户端和服务器可以在控制台输入消息进行交互，输入 bye 可以结束聊天。

通过这个简单的示例，你可以了解基于 TCP 的 Socket 编程的基本原理和实现方式。